基于氟硼二吡咯的光功能材料：设计、合成及应用研究

4,4-Difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (BODIPY) is a very attractive functional groups for construction of optical functional materials because of its advantageous characteristics, such as high quantum yields, sharp absorption and fluorescence bands, high stability against light and chemical reactions and can be tuned across a wide wavelength region. On the basis of previous work, this project intends to design a series of water-soluble and near-infrared conjugated polymers based on BODIPY skeleton. The syntheses are accomplished by the palladium-catalyzed Suzuki coupling and Sonogashira coupling, as well as [Rh(nbd)Cl]2-catalyzed polyacetylene methods. In addition, the nonlinear optical properties of the polymers and the relationship between the structure and nonlinear response signals will be studied, providing new space for development and preparation of new nonlinear optical materials.

氟硼二吡咯(BODIPY)衍生物由于具有较高的荧光量子产率，较窄的半峰宽，对溶剂环境、pH值不敏感，发射波长可调变到近红外，稳定且易于修饰等优点而受到人们的广泛关注，在光功能材料研究领域有很大的应用潜力及诱人的前景。本项目在前期工作基础上，拟设计一系列水溶性BODIPY化合物，采用Pd催化的Suzuki偶联、Sonogashira偶联的方法以及[Rh(nbd)Cl]2催化的聚乙炔的方法合成一系列基于BODIPY骨架的水溶性近红外共轭聚合物，通过增大共轭体系及构建BODIPY-C60良好给受体系以增强其非线性光学性质，研究其结构与非线性响应信号的相互关系，为设计和制备新型非线性光学材料提供新的发展空间。

本项目以氟硼二吡咯为基本结构，设计合成了新型高水溶性、高荧光量子产率的聚合物单体B1-B6及B1’-B6’，采用Pd催化的Suzuki偶联以及Sonogashira偶联的方法制备了系列聚合物PolyA1-3与PolyB1-3，并采用Z-scan技术测试了聚合物的非线性吸收和非线性折射性质，初步研究其结构与非线性响应信号的相互关系。另一方面,我们在研究中偶然发现,氟硼二吡咯(Bodipy)衍生物作为光催化剂可以催化一些自由基环合反应,因此我们在光催化方面又做了一些研究，合成了一系列6位取代的菲啶以及3,3’-取代的氧化吲哚衍生物并初步推测了反应机理，为C-H活化及菲啶和吲哚的合成提供了新的思路。